[发明专利]一种高保水性魔芋葡甘聚糖凝胶的制备方法及其设备

说明书

本发明属于食品加工领域，涉及凝胶保水性的研究，特别是指一种高保水性魔芋葡甘聚糖凝胶的制备方法及其设备。本发明在冻结方法上创新提出了沿空间坐标轴三个方向同时对同一区域施加超声场处理的“三向正交超声波场辅助冻结凝胶”方法。利用30W/L密度功率的三向正交超声波场辅助冻结凝胶，使凝胶的冻结时间从1898s缩短至65s，析水率降低了13.97%，持水率提高了17.87%，凝胶强度提高了6.9倍，凝胶内自由水含量降低了4.4%。相较于空气冻结而言，该方法冻结速率更快、空化作用更强、空化区域和声强分布更为均匀，不仅提高了魔芋凝胶在低温区域的保水性，显著降低了解冻损失，还极大的提高了凝胶强度。

技术领域

本发明属于食品加工领域，涉及凝胶保水性的研究，特别是指一种高保水性魔芋葡甘聚糖凝胶的制备方法及其设备。

背景技术

魔芋葡甘聚糖（KGM）作为一种天然的高分子中性多糖，在碱性条件下受热可脱去乙酰基继而形成具有高弹特性的热不可逆脱乙酰魔芋葡甘聚糖凝胶。在食品工业中，该凝胶因其在低温区域的冷冻-解冻后凝胶强度大幅度增强的独特现象被广泛应用，相关魔芋制品在市场中也受到广泛欢迎。但在冷冻-解冻增强凝胶强度的过程中，凝胶出水现象严重，且其解冻后凝胶水分易析出，这一缺点限制了其在食品工业中的发展。

专利CN201710564708.3，公开了一种响应面法优化超声波辅助提取魔芋葡甘聚糖的工艺，给出了利用超声波辅助提高魔芋葡甘聚糖提取的效率，但是利用超声波提高魔芋葡甘聚糖凝胶性能的研究，并未有相关的研究数据。本课题组研究发现三向正交超声波辅助冻结技术具有促进晶核的生成、辅助二次结晶、提高冰晶生长速率、空化作用更强、空化区域和声强分布更为均匀等作用，使物料更快的通过冰晶生成带，此外，三向正交超声波辅助冻结过程中超声波产生的空化作用还具有一定的均质作用，可改善物料内部的结构。然而目前研究发现超声波处理可通过改善魔芋溶胶内部结构的有序性、降低魔芋葡甘聚糖的分子量提高溶胶的性能，目前三向正交超声波场辅助处理凝胶并冻结的方法及其应用还鲜有报道。

发明内容

本发明提出一种高保水性魔芋葡甘聚糖凝胶的制备方法及其设备，解决了魔芋葡甘聚糖凝胶在低温区域的保水性低的技术问题，提高凝胶强度，改善口感，提升产品品质。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种高保水性魔芋葡甘聚糖凝胶的制备方法，步骤如下：

（1）称取魔芋粉质量12%的无水碱盐完全溶解于水中，配制碱液；

（2）利用魔芋粉配制一定质量浓度的葡甘聚糖溶胶；

（3）将步骤（1）的碱液加入到步骤（2）的葡甘聚糖溶胶中，搅拌均匀，然后加热脱去乙酰基，制得凝胶；

（4）将步骤（3）的凝胶浸泡于柠檬酸钠溶液中至凝胶达到一定的pH，然后利用“三向正交超声波场辅助冻结凝胶”方法来冻结凝胶；

（5）将经过步骤（4）处理的凝胶置于解冻室空气解冻，即得高保水性魔芋葡甘聚糖凝胶。

所述步骤（1）中无水碱盐为无水碳酸钠、氢氧化钙或氢氧化钠。

所述步骤（2）中魔芋粉为包含65wt%以上葡甘聚糖的一级魔芋粉，葡甘聚糖溶胶中葡甘聚糖的质量百分比为2wt%-4wt%。

所述步骤（3）中加热脱去乙酰基的条件为90℃加热25-35min。

所述步骤（4）中柠檬酸钠溶液的质量浓度为2wt%，pH为4.0-4.2。

所述超声波辅助的步骤为：将一定pH的凝胶，放入超声波辅助冻结池中，池中加入10L冻结液，冻结液温度为-30℃，聚能超声波频率为20kHZ，功率为300W，超声时间5s、间歇时间5s，超声至魔芋凝胶中心温度达到-18℃。

所述步骤（5）中空气解冻的温度为25℃、空气相对湿度为80%-90%，空气解冻后凝胶的中心温度为8℃。